什么是機(jī)械結(jié)構(gòu)
什么是機(jī)械結(jié)構(gòu)
機(jī)械表解構(gòu)之概述
手表是用來(lái)指示時(shí)間的精密儀器,其原理是利用一個(gè)周期恒定的、持續(xù)振動(dòng)的振動(dòng)系統(tǒng)做為標(biāo)準(zhǔn)。如果知道了振動(dòng)系統(tǒng)完成一次全振動(dòng)所需要的時(shí)間(振動(dòng)周期),并計(jì)算出振動(dòng)次數(shù),那么,振動(dòng)這么多次之后所經(jīng)歷的時(shí)間就等于振動(dòng)周期乘以振動(dòng)次數(shù)。即“時(shí)間=振動(dòng)周期×振動(dòng)次數(shù)”。
機(jī)械手表采用擺輪游絲做為振動(dòng)系統(tǒng)。游絲一端固定在擺輪上、另一端被固定在夾板上;擺軸上下軸頸被套在軸承內(nèi),可旋轉(zhuǎn);游絲的彈性變形使擺輪的運(yùn)動(dòng)由運(yùn)動(dòng)變成往復(fù)運(yùn)動(dòng)。
擺輪游絲系統(tǒng)在擺動(dòng)時(shí)受到軸承的摩擦力、空氣阻力及游絲的內(nèi)摩擦等運(yùn)動(dòng)阻力的影響,擺動(dòng)的幅度(振幅)將逐漸衰減、直至停止。為了使其不衰減地持續(xù)振動(dòng),就必須定期給擺輪游絲系統(tǒng)補(bǔ)充能量。
將能量周期性地補(bǔ)充給振動(dòng)系統(tǒng)通過(guò)一個(gè)特殊的機(jī)構(gòu)——擒縱機(jī)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn),擒縱機(jī)構(gòu)還同時(shí)用來(lái)計(jì)算擺輪游絲系統(tǒng)的振動(dòng)次數(shù)。所以,擺輪游絲系統(tǒng)和擒縱機(jī)構(gòu)是機(jī)械手表的關(guān)鍵裝置。
能源裝置、輪系、指針機(jī)構(gòu)、上條撥針機(jī)構(gòu)、擒縱機(jī)構(gòu)、振動(dòng)系統(tǒng)6部分的零部件全裝在主夾板上,然后用各種小夾板、壓片、壓簧分別加以支持和固定。小夾板和壓片、壓簧通過(guò)大小不一的螺釘與主夾板聯(lián)接起來(lái),最后安裝上表盤(pán)、表針和表殼、表帶,就成為一只完整的簡(jiǎn)單計(jì)時(shí)手表了。
機(jī)械表解構(gòu)之能源裝置
機(jī)械手表通常是用上緊了的發(fā)條所儲(chǔ)備的彈性勢(shì)能做為能源,在手表機(jī)構(gòu)正常運(yùn)轉(zhuǎn)中,它又將彈性勢(shì)能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C(jī)械能(條盒輪的轉(zhuǎn)動(dòng))釋放出來(lái),從而帶動(dòng)輪系轉(zhuǎn)動(dòng),并維持振動(dòng)系統(tǒng)做不衰減的振動(dòng),以及帶動(dòng)指針機(jī)構(gòu)或附加機(jī)構(gòu)運(yùn)動(dòng)。
機(jī)械表解構(gòu)之輪系
能源裝置不能直接和擒縱機(jī)構(gòu)相聯(lián)系,這是因?yàn)榻Y(jié)構(gòu)條件的限制,即發(fā)條工作圈數(shù)不可能太多,因而在能源裝置和擒縱機(jī)構(gòu)之間需加一套傳動(dòng)輪系——主傳動(dòng)輪系,以延長(zhǎng)手表一次上條的持續(xù)工作時(shí)間。輪系的作用還有以下兩個(gè)方面,其一是把能源裝置的能量傳給擺輪游絲系統(tǒng),再就是把計(jì)算振動(dòng)系統(tǒng)振動(dòng)次數(shù)的擒縱轉(zhuǎn)角按一定的關(guān)系傳給指針系統(tǒng)的時(shí)輪、分輪和秒輪。
機(jī)械表解構(gòu)之指針機(jī)構(gòu)
用來(lái)指示時(shí)間的機(jī)構(gòu)。機(jī)械表中,分輪通過(guò)跨輪片、跨齒輪來(lái)帶動(dòng)時(shí)輪。分輪與時(shí)輪之間的傳動(dòng)比是一定的,即分輪轉(zhuǎn)12圈時(shí),時(shí)輪轉(zhuǎn)過(guò)一圈。秒針、分針和時(shí)針?lè)謩e安裝在秒軸、分針管和時(shí)針管上,因此形成了時(shí)針每12小時(shí)轉(zhuǎn)一圈,分針每小時(shí)轉(zhuǎn)一圈,秒針每分鐘轉(zhuǎn)一圈。
機(jī)械表解構(gòu)之上條撥針機(jī)構(gòu)
其作用有二,一是將柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)離合輪、小鋼輪和大鋼輪傳遞給條軸,使條軸旋轉(zhuǎn)、上緊發(fā)條;另外通過(guò)拉出柄軸,將柄軸的轉(zhuǎn)動(dòng)通過(guò)離合輪、撥針輪、跨輪部件、時(shí)輪、日跨輪、日歷輪、周歷輪等輪子的轉(zhuǎn)動(dòng),達(dá)到撥針對(duì)點(diǎn)、對(duì)日期、對(duì)星期的目的。指針機(jī)構(gòu)和上條撥針機(jī)構(gòu)所包含的輪系,也被稱(chēng)為輔助傳動(dòng)輪系。
機(jī)械表解構(gòu)之擒縱機(jī)構(gòu)
其作用是將輪系傳來(lái)的能量定期的、有規(guī)律的補(bǔ)充給振動(dòng)系統(tǒng),以維持其做不衰減的振動(dòng);另外,將振動(dòng)系統(tǒng)的振動(dòng)次數(shù)準(zhǔn)確的加以計(jì)算,由擒縱輪通過(guò)秒輪等齒輪傳遞給指針機(jī)構(gòu),達(dá)到計(jì)量時(shí)間的目的。
以“海鷗表”振動(dòng)周期為1/3秒(21600HZ)的機(jī)心而言,各齒軸、輪片的齒數(shù)為——擒縱輪片20齒、齒軸10齒,秒輪片90齒、齒軸8齒,三輪片80齒、齒軸11齒,分輪片66齒。
已知擺輪完成一次全振動(dòng)需要1/3秒,擺輪振動(dòng)一次,擒縱輪片就轉(zhuǎn)過(guò)一齒,則擒縱輪轉(zhuǎn)一圈需要20*1/3秒=20/3秒;則秒輪轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間90/10*20/3=60秒;由于分輪片與三齒軸嚙合,通過(guò)秒齒軸對(duì)三輪片;三齒軸對(duì)分輪片的傳動(dòng)比計(jì)算,分針輪轉(zhuǎn)一圈的時(shí)間為80/8*66/11*60秒=3600秒=60分=1小時(shí)。
機(jī)械表解構(gòu)之振動(dòng)系統(tǒng)
擺輪游絲系統(tǒng)具有相當(dāng)穩(wěn)定的振動(dòng)周期,所以在機(jī)械手表中,將擺輪游絲系統(tǒng)做為振動(dòng)系統(tǒng),用它產(chǎn)生標(biāo)準(zhǔn)時(shí)段。不同型號(hào)的機(jī)心,擺輪游絲系統(tǒng)的振動(dòng)周期是不同的。振動(dòng)周期通常有——2/5秒(18000次/小時(shí))、4/11秒(19800次/小時(shí))、1/3秒(21600次/小時(shí))、1/4秒(28800次/小時(shí))、1/5秒(36000次/小時(shí))。通常將擒縱機(jī)構(gòu)和振動(dòng)系統(tǒng)又合稱(chēng)為擒縱調(diào)速器。
機(jī)械機(jī)心的發(fā)條結(jié)構(gòu)
在鐘表結(jié)構(gòu)中,提供動(dòng)力的發(fā)條機(jī)構(gòu)其核心地位完全不亞于擒縱系統(tǒng),由于發(fā)條結(jié)構(gòu)自古以來(lái)鮮少有過(guò)重大的改變,同時(shí)又牽涉到深?yuàn)W的材料科學(xué),因此重要性經(jīng)常被人所忽略。
早期的人們發(fā)現(xiàn)當(dāng)韌性強(qiáng)化的金屬受到適當(dāng)外力發(fā)生形變時(shí),會(huì)同時(shí)產(chǎn)生一個(gè)反作用力來(lái)恢復(fù)原狀的現(xiàn)象,于是將淬過(guò)火的鋼簧加以卷曲,利用其恢復(fù)原狀的力量帶動(dòng)其他機(jī)件的運(yùn)轉(zhuǎn),這就是在電力還未發(fā)明之前,大多數(shù)小型機(jī)械所使用的動(dòng)力來(lái)源,也就是我們所熟悉的“發(fā)條”。
最早期的鋼質(zhì)發(fā)條不僅容易生銹或因施力過(guò)大而斷裂,同時(shí)也容易因?yàn)殚L(zhǎng)期使用產(chǎn)生金屬?gòu)椥云7?,而造成彈力不足?dǎo)致動(dòng)力供輸不均的問(wèn)題。尤其當(dāng)在人們愈來(lái)愈依賴腕表提供時(shí)間的訊息時(shí),若是每天都會(huì)使用的腕表無(wú)法提供正確的時(shí)間,甚至是故障連連時(shí),所造成的不便也由此可知了。
在充分享受過(guò)石英表所帶來(lái)的精準(zhǔn)與便利之后,人們開(kāi)始懷念起由發(fā)條帶動(dòng)一件件細(xì)小零件的機(jī)械表。當(dāng)機(jī)械表頂著“技藝結(jié)晶”的光環(huán)重現(xiàn)世人面前、尤其是各大表廠開(kāi)始在各種復(fù)雜功能上大做文章時(shí),影響機(jī)械性能甚巨的發(fā)條動(dòng)力穩(wěn)定與持久成為重要的課題。不過(guò),隨著材料科學(xué)的進(jìn)步,不僅在斷裂或是生銹等影響發(fā)條使用壽命的問(wèn)題上獲得改善,而且動(dòng)力供輸?shù)臅r(shí)間與品質(zhì)也有所提升,因此表廠也能夠?qū)⒏嘈牧[在其他創(chuàng)新功能的研發(fā)上。
發(fā)條機(jī)制的運(yùn)作原理
當(dāng)上鏈時(shí),主發(fā)條盒停止不動(dòng),而受上鏈機(jī)制驅(qū)動(dòng)的大卷車(chē)轉(zhuǎn)動(dòng)軸心,帶動(dòng)固定在軸心的發(fā)條內(nèi)端將發(fā)條沿逆時(shí)針?lè)较蛳騼?nèi)卷緊;而當(dāng)機(jī)芯在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí),大卷車(chē)停止不動(dòng),而固定在發(fā)條盒內(nèi)壁的發(fā)條外端在釋放動(dòng)力中的發(fā)條帶動(dòng)之下,將發(fā)條盒以及一番車(chē)沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng),驅(qū)動(dòng)走時(shí)輪系。
在上滿鏈的情況之下,機(jī)芯輪系的減速力量會(huì)阻止發(fā)條從連接在發(fā)條盒內(nèi)壁的外端松開(kāi),同時(shí)大卷車(chē)則從發(fā)條盒軸心阻止發(fā)條由內(nèi)端松開(kāi)。當(dāng)大卷車(chē)沿逆時(shí)針?lè)较驗(yàn)榘l(fā)條上鏈時(shí),止逆子借由與大卷車(chē)嚙合的動(dòng)作阻止大卷車(chē)逆轉(zhuǎn)(順時(shí)針),使發(fā)條不至松開(kāi)。
當(dāng)大卷車(chē)受表冠帶動(dòng)向逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)上鏈時(shí),帶動(dòng)止逆子的齒脫離大卷車(chē)向順時(shí)針移動(dòng),同時(shí)止逆彈簧會(huì)給予止逆子一個(gè)持續(xù)的回位反向力;當(dāng)上鏈動(dòng)作停止時(shí),在止逆彈簧的反作用力作用下迫使止逆子自動(dòng)回位,使止逆子的大小2齒與大卷車(chē)完全嚙合,以防止發(fā)條逆轉(zhuǎn)松開(kāi)以維持發(fā)條滿鏈的狀態(tài)。(網(wǎng)上摘下來(lái)的)
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